120

Рис 3.29

3.6. Дані для виконання розрахунково–проектувальної роботи №3

“Розрахунок статично визначуваних балок на міцність та жорсткість”

Робота складається з двох окремих задач. Програми їх рішення для

студентів різних факультетів приведені нижче.

I. Програма роботи для студентів автомобільного і механічного факультетів

Задача 1. Розрахунок дерев'яної балки Для заданої балки необхідно.

1.Визначити опорні реакції і побудувати епюри згинальних моментів

іпоперечних сил.

121

2.При [σ]=10МПа визначити з умови міцності за нормальними напруженнями розміри прямокутного (h і b) і діаметр (d) круглого поперечних перерізів.

3.Перевірити міцність балки за дотичними напруженнями при

[τ]=2МПа.

4.У небезпечних перерізах побудувати епюри нормальних і дотичних напружень для кожного перерізу балки.

Задача 2. Розрахунок сталевої двотаврової балки Для заданої балки необхідно.

1.Визначити опорні реакції і побудувати епюри згинальних моментів

іпоперечних сил.

2.Підібрати номер двотавра з умови міцності за нормальними

напруженнями, якщо [σ]=160МПа.

3.Перевірити міцність балки за дотичними напруженнями при

[τ]=100МПа.

4.У небезпечному перерізі балки побудувати епюри нормальних і дотичних напружень і за головними напруженнями перевірити міцність балки за IV теорією міцності.

5.Записати універсальне рівняння пружної лінії балки

для прогинів і кутів повороту на всіх ділянках. Визначити початкові параметри, прогин і кут повороту протилежного від початку координат кінця консолі (у контрольній точці).

6.Обчислити на ПЕОМ за програмою "PROCH" прогини і кути повороту на межах усіх ділянок балки.

7.Побудувати пружну лінію балки і перевірити, чи виконується умова жорсткості, якщо [f]=l/250.

II.Програма роботи для студентів дорожньо-будівельного

факультету Задача 1. Розрахунок дерев'яної балки

Дерев'яна балка навантажена нормативним навантаженням F, q і М з коефіцієнтом надійності за навантаженням n і коефіцієнтом умов роботи m. Розрахунковий опір деревини згинанню R=15МПа, сколюванню Rск=2МПа.

При виконанні розрахунку необхідно.

1.Побудувати епюри поперечних сил і згинальних моментів.

2.Виходячи з умови міцності за нормальними напруженнями підібрати круглий і прямокутний перерізи балки і побудувати епюру нормальних напружень у небезпечному перерізі.

122

3. Перевірити міцність балки за дотичними напруженнями. Побудувати епюру дотичних напружень у небезпечному перерізі балки.

Задача 2. Розрахунок сталевої двотаврової балки Для заданої балки, завантаженої розрахунковим навантаженням при

коефіцієнті умов роботи m=1, необхідно.

1.Побудувати епюри поперечних сил і згинальних моментів.

2.Виходячи з умови міцності за нормальними напруженнями підібрати номер двотавра, якщо розрахунковий опір згинанню R=215МПа.

3.Перевірити міцність балки за дотичними напруженнями, якщо розрахунковий опір сталі зсуву R=130МПа.

4.Визначити переріз, у який виникають найбільші головні напруження. У цьому перерізі побудувати епюри нормальних і дотичних напружень і перевірити міцність балки за головними напруженнями за IV теорією міцності.

5.Записати універсальне рівняння пружної лінії балки для прогинів і кутів повороту на всіх ділянках. Визначити початкові параметри, прогин і кут повороту протилежного від початку координат кінця консолі (у контрольній точці).

6.Обчислити на ПЭОМ за програмою "PROCH" прогини

ікути повороту на межах усіх ділянок.

7.Побудувати пружну лінію балки і перевірити умову жорсткості,

якщо [f]=l/250.

Розрахункові схеми і варіанти даних для обох задач приведені на .

3.30і 3.31.

123

Дані для розрахунку

Рис. 3.30

Схеми балок до роботи №3 Задача 1. Розрахунок дерев’яної балки.

Рис. 3.31

Схеми балок до роботи №3 Задача 2. Розрахунок сталевої балки.

125

Додаток 1

Відповіді до прикладів для самостійного розв’язування

Приклад 1.6. Nmax=35кН, Nmin=-25кН.

Приклад 1.7. Mкр max =1кНм, Mкр min =-4кНм.

Приклад 1.8. а) |Q|max =50 кН, |M|max =165кНм. б) |Q|max =18 кН, M max =20 кНм. в) |Q|max =91 кН, |M| max =80 кНм. г) |Q| max =30кН, M max =32.5кНм. д) Q max =20кН, M max =10кНм.

е) Q max =40кН, M max =53.3кНм. Приклад 1.9. а) |N| max =45кН, Q=45кН, |M| max =200кНм.

б) N max =27кН, Q=45кН, M max =101кНм. в) N max =5кН, |Q| max =35кН, M max =60кНм.

Приклад 2.9. J yI > J yII > J yIII .

Приклад 2.10. Jmax=32.4a4, Jmin=25a4.

Приклад 2.11. Ju=832 см4, Ju1 = 5632 см4.

Приклад 2.12. Jmax=3915 см4, Jmin=2341 см4.

Приклад 2.13. Jzy=-1635 см4.

Приклад 2.14. Jmax=1500 см4,Jmin=716 см4. Приклад 2.15. Jmax=1330 см4,Jmin=293 см4.

Приклад 3.13. σA =103.5МПа, τA =44.МПа, σB =-167.3МПа, τB =24.2МПа.

Приклад 3.14. Двотавр №16.

Приклад 3.15. h=11.5 см, b=3.83 см.

Приклад 3.16. d=19 см.

126

Додаток 2. Зразок оформлення титульного листа пояснювальної записки

Міністерство освіти та науки України

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кафедра мостів, конструкцій та будівельної механіки

РОБОТА №1

з опору матеріалів

"Побудова епюр внутрішніх зусиль у стержневих системах"

Схема - 1 Варіант - 3

Виконав ст. гр. М-21 Іванов І.І.

Перевірив . . . . . . . . . . . . . .

Харків 2002

127

Додаток 3

ІНСТРУКЦІЯ ЩОДО ВИКОРИСТАННЯ ПРОГРАМИ "USIL"

(Робота №1, задача 4)

Програма "USIL" призначена для розрахунку зусиль у статично визначених балках, контролю правильності розв’язання і виводу на друк вихідних даних і результатів розрахунку.

Загальні рекомендації при роботі з програмою

1.Для запуску програми необхідно відзначити значок програми, підвівши курсор до значка за допомогою миші і натиснувши ліву кнопку. При цьому значок змінить колір. Далі натискання клавіші «Enter» запускає програму.

2.Для виконання команди з меню, наприклад, «Почати|Сх-Вар», необхідно за допомогою миші підвести курсор до пункту меню «Почати» і натиснути ліву кнопку. Далі перемістити курсор до пункту «Сх-Вар». При цьому зміниться колір. Далі натискання лівої кнопки виконає команду.

3.Для виходу з програми або підпрограми необхідно використовувати команду з меню «Вихід» або кнопку з аналогічним написом.

4.Для зберігання файла з відредагованими даними вибрати в меню команду «Файл|Зберегти» і виконати її.

Пронумерувати ділянки (І, ІІ, …), межі ділянок (1, 2, …), починаючи зліва на право.

Для роботи на ПЕОМ необхідно підготувати два види вихідних даних:

1.загальні - рядок ідентифікації (П.І.Б.,гр.,сх.-вар., режим);

2.контрольні - значення опорних реакцій, внутрішніх зусиль М и Q на початку і в кінці кожної ділянки, екстремального моменту Mm і координати Xm, де він діє, та максимальних зусиль |M|max і |Q|max.

Порядок роботи на ПЕОМ.

1.Вибрати в папці "Опір матеріалів" програму "Sopmat1" і запустити

її.

2.Вибрати в меню команду «Почати|Сх-Вар» і виконати її.

3.Відредагувати текст на екрані:

- П.І.Б., гр. ..................(Іванов І.І., гр.М-21); - схема, варіант, режим контролю ............(2 2 0);

- дані для контролю максимальних зусиль |M|max,|Q|max .....; - дані для контролю опорних реакцій Vа,Vb;

Режими контролю: 0 - мінімальний(|M|max,|Q|max); 1 – середній

(|M|max, |Q|max, Va, Vb); 2 – максимальний (Va, Vb, Qн, Qк, Mн, Mк, Mm, Xm, |M|max, |Q|max).

Дані для контролю опорних реакцій необхідні тільки для режимів 1 і 2. Зберегти відредагований файл даних.

128

4.Перейти до контролю. Для цього вибрати в меню команду «Виконати|Контроль завдання» і виконати її. У вікні, що з'явилося на екрані, виконати команду «Контроль». На екрані з'являться рядки. "Контроль результатів розрахунку". Якщо контрольні значення правильні, то будуть рядки, що закінчуються на "Обчислено вірно !!! !!! I=0". Якщо контрольне значення помилкове, то на екрані з'явиться відповідне повідомлення і відсоток помилки. Можливі такі варіанти продовження роботи:

-відмова від виправлення і продовження контролю (натиснути кнопку

«No»);

-відмова від продовження контролю (натиснути кнопку «Cancel»);

-виправлення (натиснути кнопку «Yes» і ввести правильне значення).

5.Якщо помилок у контрольних значеннях немає, то можна переглянути на екрані результати розрахунку у вікні, що з'явилося. Для виводу результатів розрахунку на друк необхідно заправити папір, вийти в головне меню, виконавши команду «Вихід», вибрати в меню команду «Виконати|Епюри» і виконати її. У вікні, що з'явилося на екрані, виконати команду «Намалювати». На екрані з'явиться малюнок. Після цього вийти в головне меню, виконавши команду «Вихід», а потім виконати команду «Друкувати». На екрані з'явиться сторінка з текстом і малюнком, потім натиснути кнопку з малюнком принтера.

6.Якщо при контролі були помилки, то можна продовжити контроль, почавши з пункту 3 із зміненим режимом контролю. Інші контрольні значення необхідно ввести за вимогою програми:

-значення поперечних сил на межах ділянок Qн і Qк,

-значення згинаючих моментів на межах ділянок Мн і Мк,

-значення екстремального згинаючого моменту і коорди-нати Мm і Xm на ділянці.

На розпечатці результати розрахунку будуть тільки до місця виявлення помилки. Якщо помилок багато, то контроль переривається, а на екрані з'являться рядки. Індекс помилки більше 7 I=8". "Були виявлені помилки".

Якщо необхідно провести контроль для задачі не пов'язаної з завданням, то крім загальних потрібно підготувати і ввести вихідні дані, що містять у собі: число ділянок, номери опорних точок, значення координат і навантажень у точках на межах ділянок.

Порядок роботи на ПЕОМ.

1. Вибрати в папці "Опір матеріалів" програму "Sopmat1" і запустити

її.

2.Вибрати в меню команду «Почати|Усе» і виконати її.

3.Відредагувати текст на екрані:

129

-дані для контролю максимальних зусиль |M|max,|Q|max;

-дані для контролю опорних реакцій Vа,Vb.

Далі порядок роботи збігається з описаним раніше.

Додаток 4 ІНСТРУКЦІЯ ЩОДО ВИКОРИСТАННЯ ПРОГРАМИ "GEOM"

(Робота №2, задача 2 і 3)

Програма "GEOM" призначена для розрахунку геометричних характеристик плоских перетинів, контролю правильності роз’язання і виводу на друк вихідних даних і результатів розрахунку.

Загальні рекомендації при роботі з програмою.

1.Для запуску програми необхідно відзначити значок програми, підвівши курсор до значка за допомогою миші і натиснувши ліву кнопку. При цьому значок змінить колір. Далі натискання клавіші «Enter» запускає програму.

2.Для виконання команди з меню, наприклад, «Почати|Сх-Вар», необхідно за допомогою миші підвести курсор до пункту меню «Почати» і натиснути ліву кнопку. Далі перемістити курсор до пункту «Сх-Вар». При цьому пункт змінить колір. Далі натискання лівої кнопки виконає команду.

3.Для виходу з програми або підпрограми необхідно використовувати команду з меню «Вихід» або кнопку з аналогічним написом.

4.Для зберігання файла з відредагованими даними вибрати в меню команду «Файл|Зберегти» і виконати її.

Для роботи на ПЕОМ необхідно підготувати два види вихідних даних:

1)загальні - рядок ідентифікації (П.І.Б.,гр.,сх.-вар., режим);

2)контрольні - значення координат центра ваги перерізу Zc і Yc, центральних моментів інерції перерізу Jz, Jy і Jzy, головних, центральних моментів інерції перерізу Ju і Jv, моментів опору і радіусів інерції перерізу щодо головних, центральних осей Wu, Wv, ru, rv;

Порядок роботи на ПЕОМ (задача 2).